Elektrodenkraft (Welding Force)

Definition und physikalische Wirkung

Die Elektrodenkraft bezeichnet die mechanische Presskraft, mit der die Schweißelektroden die zu verbindenden Bauteile während des Schweißzyklus zusammendrücken. Sie wird üblicherweise in der Einheit daN (Dekanewton) angegeben, wobei 1daN ≈ 1kg Gewichtskraft entspricht.

Die Kraft hat eine doppelte Aufgabe:

1. Kontakt herstellen: Sie überwindet Passungenauigkeiten der Bleche und sorgt für einen definierten Kontakt zwischen den Fügepartnern.
2. Widerstand steuern: Die Höhe der Kraft beeinflusst maßgeblich den Übergangswiderstand an den Kontaktstellen. Hohe Kraft senkt den Widerstand (weniger Wärme), niedrige Kraft erhöht den Widerstand (mehr Wärme).

Erzeugung der Elektrodenkraft
Je nach Anlagentyp wird die Kraft auf unterschiedliche Weise generiert:

• Pneumatisch: Über Druckluftzylinder (Standard bei vielen Punkt- und Buckelschweißmaschinen).
• Servomotorisch: Über elektrische Servo-Antriebe. Dies ermöglicht eine extrem präzise Kraftsteuerung, variable Kraftprofile während des Schweißens und kürzere Taktzeiten.
• Hydraulisch: Wird vor allem bei sehr großen Sonderschweißmaschinen eingesetzt, wenn extrem hohe Kräfte (z. B. im Dickblechbereich) erforderlich sind.

Bedeutung für die Schweißqualität:

• Zu geringe Kraft: Führt zu instabilen Prozessen, starken Schweißspritzern, tiefen Eindrücken oder sogar zum Durchbrennen der Bleche, da der Übergangswiderstand zu hoch ist.
• Zu hohe Kraft: Der Übergangswiderstand wird zu klein, wodurch nicht genug Wärme für eine ausreichende Schweißlinse entsteht (Gefahr von Klebungen). Zudem verschleißen die Elektroden schneller.

Praxis-Tipp: Messung der Kraft

Um die Prozesssicherheit zu garantieren, sollte die Elektrodenkraft regelmäßig mit externen Kraftmessgeräten (Kraftmessdosen) überprüft werden. Nur so lässt sich sicherstellen, dass die Anzeige an der Maschine mit der tatsächlich wirkenden Kraft an den Elektrodenspitzen übereinstimmt.